建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理

2024-03-28 08:57寇宝怀
关键词:交底土钉深基坑

寇宝怀

山西三建集团有限公司 山西 长治 046000

基坑工程是建筑工程施工的重要环节,属于地下隐蔽结构工程。随着现代化建筑的发展,基坑工程发生了重大变化,其范围、深度和周围环的复杂性都有所提升,不仅增加了安全隐患的风险概率,还增加了施工成本的投入。为了保证基坑工程的安全性,需要合理选择支护类型,以便保证地下结构稳定,防止结构错位情况的出现。另外,由于支护施工所用技术类型多,且需要注意的事项也比较多,施工过程中常因技术不到位而出现质量问题。对此,在深基坑支护施工中,要加强施工技术的管控,在保证工程施工顺利进行的同时,减少安全问题,保障工程质量。

1 工程概况

某深基坑工程现场高程9m-10m,基底高程1.82m,基坑开挖深度8m。结构形式为框架结构,基础类型为筏板,基坑面积690m2,周长115m,南北宽15m-25m,东西长35m,安全等级2级。

2 深基坑支护施工技术分类

2.1 土层锚杆支护技术

在土层锚杆支护施工中,要保证钻孔位置、距离合理,并结合现场情况调整设计方案,确保工程如期开工。实际施工中,要做好以下几点:(1)基于作业标准勘察施工现场,明确锚杆位置,防止点位间出现误差。同时,反复检测、核对测量结果,确保标高、倾斜角等参数均处于规定范围,为支护施工质量的提升奠定基础。(2)在完成现场勘察后,组织安排钻孔施工。若钻孔过程中遇到硬质材料,需即刻停止钻进,并对钻孔位置进行全面勘察,制定有效的解决方案,比如选择合适的钻进方式、钻头等,避免钻进施工中磨损钻具。(3)为了保证锚杆的稳定性,要在灌浆施工中采取加固措施。过程中严格设计材料配比,把控材料搅拌时间和速度[1];在正式灌浆前,检查孔内有无杂物,若有要彻底清理,从而保证灌浆施工的有效性。

2.2 土钉支护技术

土钉支护技术是一种常用深基坑支护类型,其原理是通过土钉、土体之间的摩擦力,对边坡滑动进行控制,避免土体坍塌,保证土体结构的稳定性。在土钉支护施工前,要认真、全面的勘察现场地质,以此来明确土钉承受范围,保证施工方案的可操作性,同时还要做好试验工作,检验各类数据是否符合工程情况;做好边缘修整工作,确保其符合深基坑支护施工技术标准。结合工作实践,土钉支护施工前要做好以下准备工作:(1)拉拔试验,严格控制拉拔力度,保证试验数据的准确性,过程中安排专人监督、记录试验过程和数据。(2)记录钻孔深度,一般来讲,钻杆长度会给钻孔深度带来严重影响,故需要详细记录钻孔直径、钻孔深度等,为后续施工活动的开展提供数据支持。(3)按要求配置灌浆液,搅拌时注意控制搅拌速度、时间,保证灌浆液质量;按规范灌浆施工,实时检查灌浆液的凝结情况,确保其始终处于饱满、密实的状态。

2.3 排桩支护技术

在建筑工程施工中,排桩支护技术也是比较常用的支护类型,原因在于其具有较高的灵活度,可根据现场环境情况对深基坑进行支护。通常情况,排桩支护施工中会用到各种不同的支护方式,如组合式、柱列式,这就需要在施工前进行深基坑勘测,结合勘测结果合理的选择支护方式。在此基础上,明确施工位置,使用专业设备进行钻孔,于孔内浇筑钢筋混凝土,由此形成排桩支护体系。另外,排桩支护施工需使用水泥搅拌桩,可用于土壤松软、地下水位高的区域,具有较强的防水、挡土作用。尤其是对于疏松土质,可起到良好的支护作用,有效提高地下结构的安全性与稳定性。在密排钻孔桩使用过程中,以深基坑工程深度为标准,及时调节钻孔桩密度,以便发挥出该支护技术的效果。总的来讲,排桩支护技术施工方式简单、降噪除噪效果好,因此被广泛用于建筑施工中。

2.4 混凝土灌注桩支护技术

混凝土灌注桩是现代化建筑的常用施工工艺之一,需要在施工过程中提前设置位置,在此处延伸钻孔,确保其深度符合要求。在钻机提起的过程中,向钻杆内浇筑混凝土,再用震动、插筋等设备灌注钢筋笼混凝土,从而完成整个过程的施工。和其他支护技术相比,这种支护技术操作简单,成桩速度快,施工成本投入量少,因此其得到了广泛应用[2]。混凝土灌注桩支护施工流程为:定位放线、准备桩机、调整找平、钻孔施工、成孔和浇筑混凝土、放钢筋笼、封孔。为了保证混凝土灌注桩支护施工安全性,施工中要注意以下几点:(1)钻孔前基于柱列间隔排序,无误差后再进行灌注桩施工。(2)钻机操作结束后,对孔桩进行清理,避免钻孔操作破坏墙壁。对于有裂缝的墙壁,即刻采用有效措施处理,防止墙体结构破损。

2.5 重力式支护技术

重力式支护施工是通过对重力式挡土墙的升级、改进,而形成的一种新型重力式支护结构,其主要通过对基坑侧壁的加固处理,来形成一个厚度合适的挡墙,能够产生挡土效果,提高建筑结构的稳定性。重力式支护施工的重点是增加挡墙密度,而挡墙密度又和挡墙最大受力性能有关。现阶段,主要采用灌砂法、核子密度仪法检验墙体,前者对操作人员的要求低,操作简单,不易受外界因素影响,且试验数据波动小,极少出现误差。同时,这种检验方法需要从现场取样、称量,从样本中取出一定量的砂检验体积,获得湿密度,从而对挡土墙湿度做出正确的判断。后者操作简单,但如果操作不合理将会给严重危害人体健康,原因在于该方法会释放大量放射性物质。世人皆知,放射性物质对人体的危害较大,而且其还会导致试验误差。

3 深基坑支护施工技术管理措施

3.1 重视技术交底

在深基坑支护施工中,施工人员是决定施工技术应用效果的关键因素。因此,在施工前要做好技术交底工作,确保每位施工人员都了解各种支护技术的操作流程和要点。在以往的技术交底中,一般只采用口头讲述的方式讲解,施工人员无法正确理解施工技术,不利于技术交底作用的发挥。基于此,可采用多媒体形式进行技术交底,向施工人员动态展示施工流程,能够提高技术交底效果与施工人员的操作水平。具体工作中,可从以下方面入手:(1)施工单位和设计人员共同商讨,明确施工管理要点、注意事项,在此基础上对施工人员展开技术交底,保证相关工序有依有据。(2)由施工单位对管理人员技术交底,让管理人员意识到自身职责和工作内容,提高管理人员对施工管理的认知[3]。(3)由管理人员向施工人员技术交底,提升施工人员的综合素质,这是技术交底的关键环节,若技术交底效果不佳,将严重影响施工质量。管理人员可组织施工人员建立微信群,定期在群内发布施工技术应用要点,为施工人员的施工作业提供参考。

3.2 合理选择支护方式

在深基坑工程施工中,应当结合工程情况合理选择支护方式。深基坑工程在室外进行,外部环境复杂,因此施工人员要熟悉工程内容和环境,在此基础上选择合适的支护方式,只有保证支护方式契合工程内容,才能保证深基坑工程施工质量,同时,选择范围大的支护技术,原因在于深基坑施工中易出现突发情况,若选用支护方式适应性、灵活性较强,不仅能加快施工进度,还能提高施工效率;检测深基坑安全等级,如果安全等级处于2-3级,可采用土钉墙支护技术;如果基坑内有大量淤泥土,可采用重力式支护技术,并在此项技术应用前进行现场调查,了解基坑深度,只有基坑深度达标后方可使用该技术手段。本工程安全等级为2级,故使用土钉墙支护技术。

3.3 做好止水控制管理

地下水来源广,渗漏水、自然降水等都属于地下水。在深基坑支护施工中,经常会出现水位高的情况,如果不及时止水处理,随着水位的升高将严重支护施工。目前,我国主要采用止水帷幕的方式,来控制地下水位,常用技术有压力注浆技术、深层搅拌技术[4]。为了保证止水技术的使用效果,在灌浆作业时要严格控制灌浆液比例,将所有材料混合后均匀搅拌,保证成桩质量,提高止水效果。对于水位的降低处理,可采用持续抽水的方式处理,严格控制出水含沙量,避免沙土大量流失造成地面沉降。此外,在合适的位置设置监测点,通过对水位、位移沉降的监测,了解地下水位的变化,观察周边建筑物是否位移、沉降,及时调整支护施工技术,有效保障支护施工质量,具体监测内容和预警值见下表1;在基坑开挖前,在四周设置截水沟,这样有助于排出地表水,防止地表水渗透冲刷基坑。

表1 深基坑监测内容和预警值

3.4 规范基坑施工工序

在深基坑开挖施工期间,需要将整个工序分为不同部分多次施工。结合施工条件、地下水条件等选择支护方式,基于支护结构的设计情况开挖基坑,对于尺寸大的基坑,采用平面布置法开挖,并在施工前对加固土强度、锚杆拉力等内容进行精准判断[5]。开挖过程中,借助台阶法、分层法逐步实施,根据土质情况明确开挖厚度,如淤泥土质厚度不能大于1.6m;用机械设备开挖主体,细节部分人工找补,以便缩短基坑暴露在外的时间,防止基坑空间效应的出现。当基坑深度开挖至底板标高后立即垫层,同时对其进行延伸处理,以接近支护结构边为宜。若条件允许,可适当加厚基坑,从而增强基坑支撑力,防止基坑变形。需要注意,在基坑开挖施工中,由勘探人员参照勘探结果描绘施工现场地质图,发现土层和设计严重不符时,即刻通知设计和监理人员。如果开挖过程中遇到阻碍,要立即停止开挖,查明原因,有效处理后再继续开挖。基坑开挖支护流程见下图1。

图1 基坑开挖支护流程图

3.5 加大监测力度

实践工作中同样应加大监测工作开展力度,确保施工进程能够形成相应闭环,通过强化监测,有利于实现施工中一些误差的有效规避。例如实际施工的误差导致和设计不符,作用支护结构和尺寸方面存在的误差。这些误差的存在,都会一定程度降低总体施工质量。所以,施工人员在实践工作中强化对误差检测的控制具有必要性。首先,在实际工作中,设计人员应严格根据支护结构尺寸和规格开展图纸设计工作,最大程度实现误差的控制,为之后施工的顺利开展奠定坚实基础。其次,定期开展地下水深度情况的检验工作,保证水位处于合理范围内,防止发生渗漏问题而对施工产生负面影响。最后,在平时工作中还应定期做好施工设备及施工材料的检查,确保设备能够正常运行,材料质量满足实际需求。对于施工材料的检测方面,可以加强抽样检测手段的应用,以此来对材料进行抽样分析。通过对材料进行检查并确保其不存在任何问题的前提下,才可以将其投入到实际施工中,为整体施工效果奠定基础。

3.6 其他方面

(1)加强材料质量控制。做好施工材料的检验工作,发现不合格的材料后及时剔除,确保所有材料质量符合规范要求。以钢筋为例,采用试验、目测相结合的方式测量零部件质量,并检测其裂纹凹坑、歪斜角等情况。(2)加强机械设备养护。安排专人检查和保养机械设备,发现有故障的设备后,在第一时间通知技术人员进行处理。若机械设备不在维护范围,需重新购买相关零部件。如果设备受损严重、维修时间长,可先用备用装置,然后再进行修理[6]。(3)当深基坑支护施工中出现下列情况时,必须立刻报警,加大监测力度,并书面通知相关单位。比如:监测数据累计值超过预警值;支护结构或周边土体位移值变大,或基坑出现渗漏、流沙等问题;支护结构支撑体系出现断裂、变形等问题;周围建筑物部分结构或地面出现裂缝等。

4 结语

综上所述,在建筑工程施工中,深基坑支护施工常用技术有土钉支护技术、土层锚杆支护技术、排桩支护技术等,要结合施工条件、现场环境合理选择支护形式。由于深基坑支护施工技术存在各种难点,除了要基于工程情况制定施工流程外,还要加大施工技术管理,确保施工技术要点落到实处,防止后续使用中出现安全隐患。

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